CN102590974B - 位置微调装置及应用其的物镜 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种位置微调装置，用于微调物镜的镜片位置。物镜包括镜筒、镜座和镜片，镜座承载镜片可移动地设置在镜筒上。位置微调装置设置在镜筒和镜座之间，包括底座、侧板、顶块、楔块和螺杆。底座固定在镜筒上。侧板与底座固定连接。顶块可沿Z向移动地设置于底座，顶块支撑镜座。楔块可滑动地设置于底座和顶块之间。螺杆螺纹连接于侧板，固定于楔块。其中顶块与底座之间的距离沿X向逐渐变化，当沿Rx向转动螺杆时，螺杆带动楔块沿X向移动，楔块推动顶块沿Z向移动。本发明提出的位置微调装置，通过将楔块的X向移动转变为顶块的Z向移动，而对镜座进行微调，调整精度大，稳定性好。应用该位置微调装置的物镜也一并揭露。

Description

位置微调装置及应用其的物镜

技术领域

本发明涉及一种位置调整装置，且特别涉及一种光刻装置中对于位置进行微调的装置，对于应用了这种位置微调装置的物镜结构也一并涉及。

背景技术

投影物镜镜组间的位置之间关系到物镜的成像质量，由于镜片件位置关系有着非常苛刻的要求，目前仅以对支撑机构加工精度保证镜片间的位置精度是相当困难的。因此许多物镜中都设置位置补偿机构，以使得镜片间的位置能在一定精度范围内，从而确保了物镜的成像质量。

美国专利US4733945公开了一种物镜的微调装置，其特点在于：1.将镜座做成楔块状带有一定柔性的机构，通过螺栓的调整带柔性机构的楔块变化，使得上下高度发生变化来达到调整的目的；2.通过一个带锥型面的螺丝和一个小球配合来实现调整。该技术存在的缺陷是：1.镜座上做成柔性楔块机构，并且镜座都是以堆栈形式装配的，这样柔性机构在垂直方向上承受力是随镜组多少变化而变化的，镜座在轴向上如果带有柔性这样其稳定性和可靠性差。通过锥形螺丝来承受镜座组件的重力，且还要实现调整功能这样机构稳定性是非常差的。2.根据其楔块结构调整的过程会使得镜片径向的位置发生偏移，即出现偏心现象，必须再次调整偏心。3.调整到合适位置后，镜片不能固定，稳定性差。

发明内容

本发明提出一种位置微调装置，通过将楔块的X向移动转变为顶块的Z向移动，而对镜座进行微调，调整精度大，稳定性好。

为了达到上述目的，本发明提出一种位置微调装置，用于微调物镜的镜片位置，物镜包括镜筒、镜座和镜片，镜座承载镜片可移动地设置在镜筒上，位置微调装置设置在所述镜筒和所述镜座之间，位置微调装置包括：

底座，将位置微调装置固定在镜筒上；

侧板，与底座固定连接；

顶块，可沿Z向移动地设置于底座，顶块支撑镜座；

楔块，可滑动地设置于底座和顶块之间；以及

螺杆，一端螺纹连接于侧板，另一端固定连接于楔块，

其中顶块与底座之间的距离沿X向逐渐变化，当沿Rx向转动螺杆时，螺杆带动楔块沿X向移动，楔块推动顶块沿Z向移动。

进一步说，位置微调装置还包括导向轴，连接顶块与底座，约束顶块仅能够沿Z向移动。

进一步说，顶块与底座之间的距离沿X向逐渐减小或增大。

进一步说，位置微调装置还包括第四锁紧装置，自侧板的外侧面贯穿至螺杆的侧面，与侧板利用螺纹连接，用以锁紧螺杆。

进一步说，位置微调装置还包括挡板，固定于楔块，楔块与挡板形成容置腔，部分螺杆容置在容置腔内。

进一步说，容置腔与螺杆、螺杆与挡板之间为球状结构。

本发明还提供一种具有位置微调装置的物镜，其特征是，包括：

镜筒；

镜片；

镜座，承载镜片，可移动地设置在镜筒上；以及

设置在镜座和镜筒之间的位置微调装置，包括：

底座，固定在镜筒上；

侧板，固定于底座；

顶块，可沿Z向移动地设置于底座，顶块支撑镜座；

楔块，可滑动地设置于底座和顶块之间；以及

螺杆，螺纹连接于侧板，固定于楔块，

其中顶块与底座之间的距离沿X向逐渐变化，当沿Rx向转动螺杆时，螺杆带动楔块沿X向移动，楔块推动顶块沿Z向移动。

进一步说，位置微调装置为3个或以上。

进一步说，位置微调装置还包括第一锁紧装置，用以当位置微调装置调整完毕后，将所置微调装置固定于所述镜座。

进一步说，顶块与底座之间的距离沿X向逐渐减小或增大。

本发明提供的位置微调装置，通过将楔块的X向移动转变为顶块的Z向移动，而对镜座进行微调，调整分辨率高、精度大。位置微调装置调整适当高度后，可将镜片的相对的位置固定，稳定性高且操作简单。

附图说明

图1所示为本发明实施例中位置微调装置应用在物镜上的结构示意图。

图2所示为本发明实施例中位置微调装置的立体结构示意图。

图3所示为本发明实施例中位置微调装置的剖面示意图。

图4所示为本发明实施例中位置微调装置的俯视图。

图5所示为本发明第二实施例中位置微调装置应用在物镜上的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

请参看图1，图1所示为本发明实施例中位置微调装置应用在物镜上的结构示意图。

物镜包括镜筒11、镜座12、感应器14和镜片15。其中镜座12可移动地安装在镜筒11上。镜片15固定在镜座12上。为了防止镜片15在调整过程出现偏心现象，通过镜座12与镜筒11之间安装板簧片16，以防止镜片15在X/Y向的移动。感应器14固定在镜筒11上，用以测量镜片15相对于镜筒11的Z向位置。

位置微调装置A利用第一锁紧装置17固定安装至镜筒11上，位于镜筒11和镜座12之间，第一锁紧装置17可以为螺栓或其他固定装置。位置微调装置A具有支撑部4a，支撑镜座12，位置微调装置A调整通过支撑部4a的Z向位置以调整镜座12的位置，即调整镜片15的位置。

物镜还可以包括第一锁紧装置13，用以当位置微调装置A将镜片15的位置调整完毕后，将镜座12固定在调整后的位置。

图2所示为本发明实施例中位置微调装置的立体结构示意图。图3所示为本发明实施例中位置微调装置的剖面示意图。图4所示为本发明实施例中位置微调装置的俯视图。

请结合参考图1-图4。

位置微调装置包括螺杆1、侧板2、楔块3、底座6和顶块4。通过沿Rx向(1-1)旋转螺杆1，带动楔块3沿X向(2-2)移动，以驱动顶块4沿Z向(3-3)移动。

底座6通过第一锁紧装置17固定在镜座12上。侧板2固定于底座6。螺杆1与侧板2通过螺纹连接，螺杆1通过螺纹能够相对于侧板2沿X向移动。

顶块4利用导向轴9锁附在底座6上，导向轴9沿Z向设置，用以限制顶块4仅能沿着导向轴9轴向移动。楔块3设置在底座6和顶块4之间并固定在螺杆1上。螺杆1能够带动楔块3沿X向移动。顶块4与底座6之间的距离沿X向逐渐变化。由于该距离沿X向逐渐变化加上顶块4被导向柱9限制移动方向，楔块3沿X向移动就将这种变化转为顶块4在Z向的移动。

顶块4与底座6之间沿X向的距离可以图2中所示的，依次减小。本领域技术人员依照本实施例所揭露的内容能够得知，该距离也可以为依次增大，或者并非是线性变化。只要是楔块3沿X向移动时，能够推动顶块4沿Z向移动即可。

位置微调装置还可以包括挡板5、第二锁紧装置7、第三锁紧装置8和第四锁紧装置10。

为了方便安装，挡板5利用第二锁紧装置7固定于楔块3。楔块3与挡板5形成容置腔3a，部分螺杆1容置在容置腔3a内。值得注意的是，容置腔3a与螺杆1、螺杆1与挡板5之间为球状结构，便于实现高精度的装配和调整功能。

侧板2利用第三锁紧装置8固定安装在底座6上。

第四锁紧装置10自侧板2的外侧面贯穿至螺杆1的侧面，与侧板2利用螺纹连接，用以在位置调整完成后，通过旋转第四锁紧装置10来锁紧螺杆1，防止其转动。

第二锁紧装置7、第三锁紧装置8和第四锁紧装置10都可以是螺纹连接，实际装配中，这些锁紧装置能够进行调校，以满足组装精度。

值得注意的是，底座6上可以设置凹槽，以容纳楔块3在其中沿X向滑动。同时，顶块4也可以设置凹槽，以容纳楔块3在其中沿X向滑动，只要顶块4与底座6之间的距离是逐渐变化的，即可达成本发明的目的。

值得注意的是，顶块4的支撑部4a具有球形表面，与镜座12为点接触，用以提供稳定可靠的调整功能。

图5所示为本发明第二实施例中位置微调装置应用在物镜上的结构示意图。

请参考图5。第二实施例与前一实施例的区别在于：镜筒11上安装有3个或以上个数的位置微调装置，这种安装方式有益于将镜片微调至同一平面。

本发明提供的位置微调装置为一独立机构，使用时仅需固定在镜筒上即可。通过调整顶块的高度来实现对镜座位置的调整，通过设置顶块与底座之间距离的变化幅度或螺杆与侧板之间的螺纹密集程度，可以实现镜片调整的幅度。该装置调整分辨率高，可控制在微米级别以下。调整至适当位置后，可将位置微调装置的螺杆固定，并利用第一锁紧装置固定镜座的位置，稳定性高。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种位置微调装置，用于微调物镜的镜片位置，所述物镜包括镜筒、镜座和所述镜片，所述镜座承载所述镜片可移动地设置在所述镜筒上，其特征是，所述位置微调装置设置在所述镜筒和所述镜座之间，所述位置微调装置包括：

底座，将所述位置微调装置固定在所述镜筒上；

侧板，与所述底座固定连接；

顶块，可沿Z向移动地设置于所述底座，所述顶块支撑所述镜座；

楔块，可滑动地设置于所述底座和所述顶块之间；

螺杆，一端螺纹连接于所述侧板，另一端固定连接于所述楔块；以及

挡板，固定于所述楔块，所述楔块与所述挡板形成容置腔，部分所述螺杆容置在所述容置腔内；

其中所述顶块与所述底座之间的距离沿X向逐渐变化，当沿Rx向转动所述螺杆时，所述螺杆带动所述楔块沿X向移动，所述楔块推动所述顶块沿Z向移动。

2.根据权利要求1所述的位置微调装置，其特征是，还包括导向轴，连接所述顶块与所述底座，约束所述顶块仅能够沿Z向移动。

3.根据权利要求1所述的位置微调装置，其特征是，所述顶块与所述底座之间的距离沿X向逐渐减小或增大。

4.根据权利要求1所述的位置微调装置，其特征是，还包括第四锁紧装置，自所述侧板的外侧面贯穿至所述螺杆的侧面，与所述侧板利用螺纹连接，用以锁紧所述螺杆。

5.根据权利要求1所述的位置微调装置，其特征是，所述容置腔与所述螺杆、所述螺杆与所述挡板之间为球状结构。

6.一种应用位置微调装置的物镜，其特征是，包括：

镜筒；

镜片；

镜座，承载所述镜片，可移动地设置在所述镜筒上；以及

设置在所述镜座和所述镜筒之间的位置微调装置，包括：

底座，固定在所述镜筒上；

侧板，固定于所述底座；

顶块，可沿Z向移动地设置于所述底座，所述顶块支撑所述镜座；

楔块，可滑动地设置于所述底座和所述顶块之间；

螺杆，螺纹连接于所述侧板，固定于所述楔块；以及

挡板，固定于所述楔块，所述楔块与所述挡板形成容置腔，部分所述螺杆容置在所述容置腔内；

其中所述顶块与所述底座之间的距离沿X向逐渐变化，当沿Rx向转动所述螺杆时，所述螺杆带动所述楔块沿X向移动，所述楔块推动所述顶块沿Z向移动。

7.根据权利要求6所述的物镜，其特征是，所述位置微调装置为3个或以上。

8.根据权利要求6所述的物镜，其特征是，还包括第一锁紧装置，用以当所述位置微调装置调整完毕后，将所述位置微调装置固定于所述镜座。

9.根据权利要求6所述的物镜，其特征是，所述顶块与所述底座之间的距离沿X向逐渐减小或增大。

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